Палеозойская эра (эра древней жизни) начинает последний крупный эон в истории Земли — фанерозой (время явной жизни),объединяющий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры.

Название «палеозойская серия» впервые было предложено в 1838 г. английским геологом А. Седжвиком для обозначения пород, перекрывающих группу первичных слоистых образований. В 1840 г. его соотечественник Дж. Филлипс применил термин «палеозой» к «переходным» породам более высокого положения иввел термины «мезозой» и «кайнозой».

Длительное время все три эры объединялись под общим названием «постдокембрийское время», пока в 1930 г. С. Чедвик не предложил для них название «фанерозой», а для протерозоя и архея — «криптозой».

Палеозойская эра — наиболее продолжительная эра фанерозоя. "Она началась 540 млн лет назад и закончилась 230 млн лет назад. В ее состав входят шесть периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский. На геологических картах нашей страны принято трехчленное деление палеозойской эратемы. К нижнему палеозою отнесены кембрий и ордовик; к среднему — силур, девон и нижний карбон, а к верхнему — средний и верхний карбон и пермь. В зарубежной литературе преобладает двучленное деление палеозоя. При этом граница между ними проводится в основании девонской системы.

Проблема происхождения скелетной фауны палеозоя. Наиболее четким отличием палеозойской эры, как и всего фанерозоя,от более раннего криптозойского этапа развития Земли было стремительное развитие сложно организованных животных с твердым скелетом. Уже в отложениях конца кембрийского периода обнаруживаются представители всех основных типов беспозвоночных животных, и даже, возможно, в это время уже существовали и первые примитивные хордовые.

И в то же время по отношению к растительному царству палеозойская эра является условным подразделением и ее границы лишь отчасти отвечают рубежам эволюционного развития растений. На рубеже докембрия и палеозоя каких-либо существенных изменений в составе растительного царства не происходит. В кембрии, как и на протяжении почти всего криптозоя, растительность была в основном представлена простейшими, в частности сине-зелеными водорослями, следы жизнедеятельности которых — строматолиты и онколиты — столь же обильны в карбонатных породах раннего палеозоя, как и в древних докембрийских толщах.

Наряду с сине-зелеными водорослями с конца докембрия существовали бурые, багряные и другие высшие водоросли. Как объяснить почти внезапное появление в морских отложениях кембрия представителей '.почти всех типов животного царства. Являлись ли они в кембрийских морях иммигрантами из какой-то другой среды или возникли и развились в докембрийских морях. Высокий уровень организации кембрийской фауны и наличие в ее составе всех типов беспозвоночных показывают, что к началу кембрия царство животных должно было пройти значительный путь эволюционного развития. Вместе с тем имеющегося геологического времени для такой эволюции явно недостаточно. Значит, должна была быть очень высокая скорость эволюции, которой способствовали бы определенные резкие изменения среды обитания. Тем более, что кембрийская фауна не имела прежде предков. Долгое время внезапность появления скелетной фауны объяснялась общим и достаточно сильным метаморфизмом докембрийских пород, якобы полностью уничтожившим следы докембрийской жизни, а также большим перерывом между образованиями докембрия и палеозоя. Но обнаружение на всех континентах мощных и к тому же не метаморфизованных толщ, лишенных органических остатков в одних случаях, и сохранение нежных, лишенных скелетов мягких тел эдиакарско-беломорской фауны —в других, показали всю несостоятельность 'подобного объяснения.

Эволюционные изменения, приведшие к появлению скелетной фауны, могут представляться двояким образом: как возникновение у палеозойских групп организмов способности строить минеральный скелет или как быстрое обособление и становление новых групп организмов, сопровождающееся одновременным развитием у них скелетных образований. Необходимо объяснить в первом случае причину одновременного внезапного появления у различных групп морских организмов способности строить скелетные образования, а во втором — причину необычайно быстрого темпа эволюционного развития тех же групп организмов. Как одно, так и другое, т. е. внезапное появление способности строить скелетные образования и неожиданное ускорение темпа эволюции, трудно объяснить без допущения стимулирующего влияния того или иного глобального фактора земного или космического происхождения. Именно на поиски этих факторов обращено внимание исследователей. Возможность объяснения внезапного появления скелетной фауны из-за резкого увеличения солености Мирового океана довольно заманчива. Но она наталкивается на ряд трудностей. Известно, что интенсивность соленакопления в различные эпохи фанерозоя сильно менялась, но эти колебания не были связаны с изменениями общей солености Мирового океана, которая все время оставалась более или менее постоянной. Разница в масштабах соленакопления вызывалась другими причинами: климатическими и тектоническими. Поэтому вряд ли в эпохи, предшествующие фанерозою, не могли существовать лагунные условия, так как совершенно неясной, загадочной и невероятно труднообъяснимой остается причина предполагаемого резкого увеличения солености морских вод на рубеже венда и кембрия. Поэтому представление об обусловленности появления скелетной фауны вследствие резкого увеличения солености Мирового океана должно быть оставлено как малообоснованное. Это заставляет многих исследователей искать причину возникновения скелетной фауны в ускоренном темпе эволюционного развития. Отсутствие остатков представителей раннекембрийскихскелетных групп морских животных в отложениях, заключающих поздневендскую эдиакарскую фауну, показывает, что развитие скелетных групп должно было произойти чрезвычайно быстро, чуть ли не на протяжении всего нескольких миллионов, а возможно, и сотен тысяч лет. Однако столь быстрый темп эволюционного развития немыслим без стимулирующего воздействия какого-то мощного внешнего фактора. Таким фактором могло быть, по представлениям ряда "исследователей, воздействие на органический ,мир Земли жесткого космического излучения. Установлено, что ультрафиолетовое солнечное, ионизирующее космическое излучение сильно воздействуют на генную и хромосомную структуры живых организмов, резко усиливая их мутационную изменчивость. Одни наследуемые признаки понижают жизнеспособность организмов и в конечном итоге приводят к их вымиранию, другие — оказываются прогрессивными и способствуют выживанию в изменившейся окружающей среде. Русский геолог Л. И. Салоп (1977) развил идею, высказанную астрономами В. И. Красовским и И. С. Шкловским (1957), о связи эпох усиления космического облучения и эволюционных взрывов с вспышками сверхновых звезд в окрестностях Солнечной системы. На другой возможный путь решения рассматриваемой проблемы обратил внимание Г. П. Леонов (1985). Он попытался объяснить «внезапное» появление и развитие скелетной фауны миграцией организмов — скелетоносителей из пресно- или солоноватоводных внутриконтинентальных водоемов в морские бассейны. Но для этого надо признать, что скелетные организмы уже существовали в пресных водоемах. По мнению Г. П. Леонова, разнообразные по температуре воды, степени и типу ее минерализации, рельефу дна и берегов и другим особенностям внутриконтинентальные бассейны являлись более благоприятными местами для возникновения жизни, чем значительно более однообразные и постоянные обстановки океанских бассейнов. В дальнейшем разнообразие условий внутриконтинентальных водоемов могло явиться фактором, стимулирующим дифференциацию первичных форм жизни и обособление различных ее ветвей. Слабая минерализация вод внутриконгтаентальных бассейнов не стимулировала paiвцтие скелетных образований у их обитателей, которые оставались мягкотелыми. Раньше других барьер солености преодолели наиболее примитивные и наименее приспособленные прокариотные организмы — бактерии, а вслед за ними и синезеленые водоросли.

Как гипотезы о космическом факторе, способствовавшем возникновению скелетной фауны, так и идея Г. П. Леонова о переселении фауны из континентальных водоемов в океанские бассейну обладают рядом недостатков, но все-таки гипотеза о космической радиации предпочтительнее, тем более, что она хорошо согласуется с временем появления и развития озонового экрана, спасающего жизнь представителям животного и растительного царств.

По мнению американского ученого М. Макменамина, широкое распространение некоторых элементов эдиакарско-беломорской и ранней раковинной фауны обусловлено расположением континентов в конце протерозоя — начале фанерозоя. В это время ббльщая часть суши находилась в приэкваториальной части, так как современные материки входили в состав гигантского суперматерика. На границе венда и кембрия произошел раскол суперматерика. Образовавшиеся континенты на ранней стадии своего развития находились еще недалеко друг от друга. Именно это привело к тому, что животные в благоприятных физико-географических условиях могли беспрепятственно расселяться. Лишь только тогда, когда возникли археоциаты, и особенно трилобиты, начала складываться зональность, т. е. возникли различия в видовом и родовом составе между фауной разных регионов. Эти различия особенно усилились при возникновении значительных водных пространств между континентами. Эдиакарско-беломорская фауна возникла в мире, для которого характерны единый массив суши, увеличение температурного режима и сравнительно небольшие запасы питательных веществ.

Кембрийские организмы появились в другое время — во время распада суперконтинента, когда возникли протяженные береговые линии, причем основная масса прибрежных зон располагалась в благоприятном тропическом климате. Протяженные и широкие шельфы, отделенные от открытого моря поясами мелководного карбонатонакопления, являлись идеальными местами для жизни животных, так как именно эти районы отличались изобилием пищи

 

Кембрий

История установления периода

По данным ядерной геохронологии кембрийский период начался около 570 млн. лет назад и закончился 490 млн. лет назад. Кембрийская система впервые была выделена в 1835 г. в Великобритании А.Седжвиком и получила название от древнего наименования Уэльса – Cambria.

 

Общая характеристика периода

После байкальской складчатости многие районы оказались приподнятыми, стали областями сноса. Продукты разрушения байкалид накапливались в пограничных с ними прогибах. В раннем кембрии началась раннепалеозойская трансгрессия, особенно хорошо проявившаяся на северных платформах. Гондвана представляла собой, в отличие от северных платформ, обширный континент. Море из окружающих ее геосинклиналей проникало лишь на окраины континента и занимало небольшие площади.

Платформенный магматизм для кембрия не характерен. В кембрийских геосинклиналях продолжалось интенсивное накопление осадочных и магматических образований. Особенно энергично вулканические процессы проходили в Казахстане, на юге Сибири, в Монголии, Новой Зеландии, на северо-западе Скандинавии.

В середине кембрийского периода начинаются первые проявления каледонской складчатости. Они особенно характерны для Казахстана, Алтае-Саянской горной области, Монголии, Китая. Эти складчатые движения привели к возникновению нескольких структурных несогласий в этих районах; складчатость сопровождалась интенсивным магматизмом.

 

Тектоника

На протяжении кембрия существовало от трех до четырех крупных массивов суши и два океана. В начале кембрия суперконтинент Паннотия раскололся, из его раздвинувшихся частей сформировались четыре материка, распределявшихся по Восточному и Западному полушариям. В Восточное полушарие сместилась Гондвана (в ней находились платформы Китайская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая, Африканская и Южно-Американская). Неподалеку от Гондваны лежала затопленная водами океана Авалония (восток Северо-Американской платформы). В Западном полушарии находились три материка: Сибирь, Балтика (Восточно-Европейская платформа и большая часть Скандинавии) и Лаврентия (большая части Северо-Американской платформы, Шотландия, Гренландия и Ньюфаундленд). Между материками Западного полушария простирался океан Япетус, а вокруг них – океан Панталасса. Завершилась байкальская складчатость.

В позднем кембрии материки сохранились прежние, но почти все они лежали в Южном полушарии (рис. 2). К Северному полушарию сдвинулись Лаврентия и Восточная Сибирь. В Южном полушарии возвышались Гондвана и Балтика. Рядом с Гондваной на дне океана лежали затопленные Авалония (восток Северо-Американской платформы), Иберия (Пиренейский полуостров) и Арморика (древняя часть Западной Европы). Между северными и южными материками раскинулся океан Япетус.

Перемещение Сибири на юг привело к столкновению с более мелкими обломками Пангеи-1 – началась каледонская складчатость. В конце кембрия над водами поднимались Гондвана, Лаврентия и Балтика.

 

 

      

Платформы

Восточно-Европейская платформа

На Восточно-Европейской платформе максимум трансгрессии пришелся на ранний кембрий. В это время море занимало западную и центральную части платформы. Повсеместно накапливались терригенные осадки. Во второй половине кембрия восточная часть платформы поднялась и море сохранилось лишь на западе.

Сибирская платформа была местом наиболее активного проявления кембрийской трансгрессии. За исключением выхода фундамента, вся остальная часть платформы покрыта сплошным плащом кембрийских образований, содержащих, как правило, многочисленные окаменелости. Известны хорошо обнаженные разрезы кембрия (некоторые из них – лучшие в мире), в том числе и отложений, пограничных с протерозойскими и ордовикскими. Изучены кембрийские отложения как по естественным обнажениям, так и по многочисленным скважинам. Наиболее широко распространены нижнекембрийские отложения. Площадь развития среднего и верхнего кембрия сокращается, морские разрезы верхнего кембрия известны только на западе платформы.

Китайская платформа

Кембрийские отложения занимают около двух третей Китайской платформы. Здесь максимум трансгрессии пришелся на вторую половину кембрия. В тропическом море нормальной солености накапливались в основном карбонатные илы с различной примесью терригенного материала. В начале кембрия на отдельных участках образовывались фосфориты.

Северо-Американская платформа

В течение большей части кембрия платформа испытывала поднятие и разрушение. К концу среднего кембрия по мере выравнивания  суши море начало проникать на ее окраины. Трансгрессия достигла максимума в позднем кембрии, когда море заняло большую часть платформы.

Гондвана

Кембрийское море проникало лишь на окраины Гондваны. Морские осадки кембрия располагаются в Южной Америке, по границе платформы с Восточно-Тихоокеанской геосинклинальной областью. Терригенные отложения известны в бассейне р. Амазонка. На севере Африки, в Сахаре, распространены песчаники, кварциты, гравелиты и конгломераты мощностью 400 – 600 м. в них встречены кембрийские трилобиты.

Вторая половина кембрия - 500 млн. лет назад

 

Геосинклинальные пояса

 

Урало-Монгольский геосинклинальный пояс

В пределах Урало-Монгольского геосинклинального пояса в кембрии господствовали условия морского осадконакопления. Исключение представлял Урал, испытавший значительное поднятие после байкальской складчатости. Прогибание этой территории началось только в самом конце позденего кембрия.

Аппалачская и Иннуитская геосинскинали

В Аппалачской геосинклинали в кембрии господствовали морские условия. На севере геосинклинали наметилось обособление эвгеосинклинальной зоны, более ярко проявившейся позднее. На западе накапливались терригенные породы. В южной части геосинклинали разрез кембрия начинается песчаниками, выше залегают известняки.

В Иннуитской геосинклинали формировались в основном карбонатные толщи нижнего – среднего кембрия. Отсутствие здесь верхнего кембрия объясняется проявлением складчатости и последовавшем вслед за ней поднятием.

Грампианская геосинклиналь

В Грампианской геосинклинали выходы кембрия установены в ограниченных пунктах. Полный, фаунистичеки охарактеризованный разрез кембрия известен на Британских островах (в Уэльсе). Он представлен толщей песчаников, аргиллитов и гравелитов мощностью 4500 - 5000 м.

В Ирландии и на юге Шотландии развита однообразная толща переслаивания песчаников, алевролитов и глинистых сланцев, содержащая лишь ходы илоедов. Мощность толщи 7500 м. в самой верхней части разреза найдены граптолиты низов ордовика, поэтому толща отнесена к кембрию. Однообразный состав толщи, бедность фауны заставляют предполагать ее накопление на значительной глубине.

Средиземноморский геосинклинальный пояс

В средиземноморском геосинклинальном поясе выходы кембрия известны в ограниченных участках. Видимо, здесь море было разделено обширными поднятиями. В Западной и Центральной Европе происходило накопление терригенного и карбонатного материала, к позднему кембрию сменившееся повсюду поднятиями и местами вулканизмом.

Тихоокеанский геосинклинальный пояс

В Восточно-Тихоокеанской геосинклинальной области распространены два типа разрезов кембрия: миогеосинклинальный и эвгеосинклинальный. Первый из них встречается более часто, развит вдоль границы геосинклинали с платформами и представлен тремя отделами кембрия. Эвгеосинклинальный разрез кембрия отмечается лишь на севере Восточно-Тихоокеанской геосинклинальной области вдоль Тихого океана.

В Западно-Тихоокеанской геосинклинальной области кембрийские отложения развиты ограничено.  В ее краевой, западной, части наблюдается миогеосинклинальный тип разреза. Эвгеосинклинальный тип разреза наиболее ярко выражен в южной и центральных частях Западно-Тихоокеанской геосинклинальной области.

 

Палеогеография

 

К началу кембрийского периода материки Южная Америка, Африка, полуостров Индостан, Антарктида соединились в праматерик Гондвану. Здесь образовывались предгорные прогибы, которые заполнялись обломочными образованиями, также испытывался метаморфизм, внедрялись граниты.

Позже в Гондвану также вошли Северная америка, Западная и Центральная Европа, Аравийский полуостров, Закавказье, Иран, Афганистан. Все эти объекты причленились благодаря орогенезам, произошедшим в докембрийский период (байкальскому, канадомскому, панафриканскому, бразильскому).

Вся Гондвана в целом испытывала поднятия. Исключение составляла Лишь Австралия, которая развивалась как континентальная окраина.

Антарктида и Южная Америка испытали орогенез.

Трансгрессия наблюдалась в районе Аравийского полуострова, регрессия — в пустыне Сахара.

 

Полезные ископаемые

 

Месторождения полезных ископаемых кембрийского периода в целом характеризуются редкостью и малым объемом:На протяжении кембрия существовало от трех до четырех крупных массивов суши и два океана. В начале кембрия суперконтинент Паннотия раскололся, из его раздвинувшихся частей сформировались четыре материка, распределявшихся по Восточному и Западному полушариям. В Восточное полушарие сместилась Гондвана (в ней находились платформы Китайская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая, Африканская и Южно-Американская). Неподалеку от Гондваны лежала затопленная водами океана Авалония (восток Северо-Американской платформы). В Западном полушарии находились три материка: Сибирь, Балтика (Восточно-Европейская платформа и большая часть Скандинавии) и Лаврентия (большая части Северо-Американской платформы, Шотландия, Гренландия и Ньюфаундленд). Между материками Западного полушария простирался океан Япетус, а вокруг них – океан Панталасса. Завершилась байкальская складчатость.

• нефтеносные горизонты Иркутского амфитеатра и Прибалтики;
• продуктивные горизонты нефти Хасси-Мессауд в Алжирской Сахаре;
• битуминозные кварцевые сланцы в Швеции,
• месторождения асбеста и талька в Северных Аппалачах и Алтае-Саянской области;
• месторождения олова и вольфрама на востоке России и в Китае;
• месторождения марганца в Кузнецком Алатау;
• месторождения железной руды в Горной Шории;
• месторождения хромитов, руд меди и кобальта в Норвегии;
• месторождения медной руды в Казахстане;
• месторождения полиметаллов в Восточной Сибири и Мьянме.

Раннекембрийская эпоха — одна из крупнейших эпох накопления фосфоритов и  солей Земли.

 

Органический мир

 

Кембрийский период начинает эру палеозойской жизни так называемым «большим взрывом» - появлением множества различных видов живых организмом, также этот период ознаменуется появлением у животных твердого скелета, как внутреннего, так и наружного.

Этот период в основном характеризуют три группы организмов: триллобиты (появление и расцвет), археоциаты (появление, расцвет и вымирание), брахиоподы (появление и расцвет беззамковых, замковые появились позднее).

Также:

• появление коралловых полип, гидроидных и сцифоидных кишечнополостных;
• появление и активное развитие моллюсков: в начале кембрийского периода моноплакофор и гастропод, в середине — двустворок, в позднем — головоногих и полиплаксофор, появление на дне многочисленных хиолитов;
• среди иглокожих появление стебельных и голотурий;
• среди одноклеточных появление фораминифер, радиолярий, губок, червей, граптолитов;
• среди низших господствовали синезеленые и зеленые водоросли.

Расцветы жизненных форм организмов происходили на фоне господства теплого климата и широкого распространения теплого кебрийского моря

Руководящие ископаемые кембрийских отложений. Черви: 1 — Anabarites ; томмотиды: 2 — Camenella , 3 — Tommotia; хиолиты: 4 — Burithes 5 — Allatheca; гастроподы: 6 — Latouchella , 8 — Aldanella; хиолительминты: 7 — Spinulitheca; 9 — Discinella (систематическое положение не ясно).